使用数学表达式进行 Java 拆分答案

【问题标题】：Java Splitting With Math Expression使用数学表达式进行 Java 拆分
【发布时间】：2015-03-04 16:16:19
【问题描述】：

我正在尝试拆分数学表达式。

String number = "100+500";

String[] split = new String[3];

我想做

拆分[0] = "100"
拆分[1] = "+"
拆分[2] = "500"

我试过这个，但我不知道写什么来分裂。

split = number.split(????);

【问题讨论】：

为什么要拆分呢？编写解析器或评估表达式？在这两种情况下，拆分可能都不是正确的工具。
@assylias 我正在为大整数制作一个 GUI 计算器。拆分后，我会检查使用了哪个运算符，然后我会评估它。
Split 使用正则表达式，所以这可能很有趣：stackoverflow.com/questions/24463048/…
哎呀，我误读了这个问题。拆分可能不是这项工作的最佳工具，因为它会消耗要拆分的角色。
@Makoto 是的，我试过了，但我找不到操作员。我将只使用 +,- 和 * 运算符，所以我所要做的就是拆分这 3 个。

标签： java math

【解决方案1】：

您想在不消耗任何输入的情况下在数字和非数字之间进行拆分...您需要环顾四周：

String[] split = number.split("(?<=\\d)(?=\\D)|(?<=\\D)(?=\\d)");

正则表达式的火车残骸到底是什么？

表达了这个答案的首句：

(?<=\d) 表示前一个字符是数字
(?=\D) 表示下一个字符是非数字
(?<=\d)(?=\D) 一起将匹配一个数字和一个非数字
regexA|regexB 表示匹配正则表达式A 或正则表达式B，如上所用，但反之亦然，非数字则为数字

重要的一点是，环顾四周是非消耗性的，因此在拆分过程中拆分不会吞噬任何输入。

这是一些测试代码：

String number = "100+500-123/456*789";
String[] split = number.split("(?<=\\d)(?=\\D)|(?<=\\D)(?=\\d)");
System.out.println(Arrays.toString(split));

输出：

[100, +, 500, -, 123, /, 456, *, 789]

要处理可能有小数点的数字，请使用以下正则表达式：

"(?<=[\\d.])(?=[^\\d.])|(?<=[^\\d.])(?=[\\d.])"

实际上只是将. 添加到“数字”字符中。

【讨论】：

它工作了......但是怎么样？ "(?
@Dosher：查看docs.oracle.com/javase/tutorial/essential/regex。预定义的字符类将解释 \d 和 \D 的作用。其他方法应该解释正则表达式的其余部分。
@Bohemian 这对我帮助很大，现在我明白了。非常感谢！
@realNameDoesn'tExist 查看补充回答
@Narshe 添加这个：(?=[()])|(?<=[()])，即"(?<=[\\d.])(?=[^\\d.])|(?<=[^\\d.])(?=[\\d.])|(?=[()])|(?<=[()])" 在括号前后分开。

【解决方案2】：

顺便说一句，我不知道任何用于拆分的库例程。自定义拆分例程可能是这样的：

/**
 * Splits the given {@link String} at the operators +, -, * and /
 * 
 * @param string
 *            the {@link String} to be split.
 * @throws NullPointerException
 *             when the given {@link String} is null.
 * @return a {@link List} containing the split string and the operators.
 */
public List<String> split(String string) throws NullPointerException {
    if (string == null)
        throw new NullPointerException("the given string is null!");
    List<String> result = new ArrayList<String>();

    // operators to split upon
    String[] operators = new String[] { "+", "-", "*", "/" };

    int index = 0;
    while (index < string.length()) {
        // find the index of the nearest operator
        int minimum = string.length();
        for (String operator : operators) {
            int i = string.indexOf(operator, index);
            if (i > -1)
                minimum = Math.min(minimum, i);
        }

        // if an operator is found, split the string
        if (minimum < string.length()) {
            result.add(string.substring(index, minimum));
            result.add("" + string.charAt(minimum));
            index = minimum + 1;
        } else {
            result.add(string.substring(index));
            break;
        }
    }

    return result;
}

一些测试代码：

System.out.println(split("100+10*6+3"));
System.out.println(split("100+"));

输出：

[100, +, 10, *, 6, +, 3]
[100, +]

【讨论】：

【解决方案3】：

您还可以在 Java 中使用 Pattern/Matcher 类：

    String expression = "100+34";
    Pattern p = Pattern.compile("(\\d+)|(\\+)");
    Matcher m = p.matcher(expression);
    String[] elems = new String[m.groupCount() +1];
    int i=0;

    while(m.find())
    {
        elems[i++] = m.group();
    }

【讨论】：

【解决方案4】：

你可以做一些简单的事情而不是疯狂的正则表达式；只需用空格填充+：

String number = "100+500";
number = number.replace("+", " + ");

现在你可以在空白处分割它：

String[] split = number.split(" ");

现在您的索引将被设置：

split[0] = "100";
split[1] = "+";
split[2] = "500";

要检查所有算术符号，如果您希望避免使用正则表达式，可以使用以下方法：

public static String replacing(String s) {
   String[] chars = {"+", "-", "/", "="};

   for (String character : chars) {
      if (s.contains(character)) {
         s = s.replace(character, " " + character + " ");//not exactly elegant, but it works
      }
   }
   return s;
}

//in main method
number = replacing(number);
String[] split = number.split(" ");

【讨论】：

这对我来说是一个很好的方法，但我还需要拆分 - 和 。将 number = number.replace("+", "+" || "-", "-" || "", "*");工作？ --编辑：好的，它没有用。
不幸的是，您必须为您希望填充的每个字符添加一个.replace() 才能使此技术起作用。一种解决方法是创建一个方法来检查所有需要拆分的区域，并不断更新字符串，然后返回它。您的字符，例如 * 和 - 可以放在一个数组中进行迭代。好处是你只需要写一次replace()，所以你的代码看起来更优雅。不过性能还是一样的。

【解决方案5】：

您可以拆分您的表达式字符串，然后得到具有纯标记和分类标记的结果。 mXparser 库支持这一点以及计算过程。请按照以下示例：

你非常简单的例子“100+500”：

import org.mariuszgromada.math.mxparser.*;
...
...
Expression e = new Expression("100+500");
mXparser.consolePrintTokens( e.getCopyOfInitialTokens() );

结果：

[mXparser-v.4.0.0]  --------------------
[mXparser-v.4.0.0] | Expression tokens: |
[mXparser-v.4.0.0]  ---------------------------------------------------------------------------------------------------------------
[mXparser-v.4.0.0] |    TokenIdx |       Token |        KeyW |     TokenId | TokenTypeId |  TokenLevel |  TokenValue |   LooksLike |
[mXparser-v.4.0.0]  ---------------------------------------------------------------------------------------------------------------
[mXparser-v.4.0.0] |           0 |         100 |       _num_ |           1 |           0 |           0 |       100.0 |             |
[mXparser-v.4.0.0] |           1 |           + |           + |           1 |           1 |           0 |         NaN |             |
[mXparser-v.4.0.0] |           2 |         500 |       _num_ |           1 |           0 |           0 |       500.0 |             |
[mXparser-v.4.0.0]  ---------------------------------------------------------------------------------------------------------------

更复杂的例子“2*sin(x)+(3/cos(y)-e^(sin(x)+y))+10”：

import org.mariuszgromada.math.mxparser.*;
...
...
Argument x = new Argument("x");
Argument y = new Argument("y");
Expression e = new Expression("2*sin(x)+(3/cos(y)-e^(sin(x)+y))+10", x, y);
mXparser.consolePrintTokens( e.getCopyOfInitialTokens() );

结果：

[mXparser-v.4.0.0]  --------------------
[mXparser-v.4.0.0] | Expression tokens: |
[mXparser-v.4.0.0]  ---------------------------------------------------------------------------------------------------------------
[mXparser-v.4.0.0] |    TokenIdx |       Token |        KeyW |     TokenId | TokenTypeId |  TokenLevel |  TokenValue |   LooksLike |
[mXparser-v.4.0.0]  ---------------------------------------------------------------------------------------------------------------
[mXparser-v.4.0.0] |           0 |           2 |       _num_ |           1 |           0 |           0 |         2.0 |             |
[mXparser-v.4.0.0] |           1 |           * |           * |           3 |           1 |           0 |         NaN |             |
[mXparser-v.4.0.0] |           2 |         sin |         sin |           1 |           4 |           1 |         NaN |             |
[mXparser-v.4.0.0] |           3 |           ( |           ( |           1 |          20 |           2 |         NaN |             |
[mXparser-v.4.0.0] |           4 |           x |           x |           0 |         101 |           2 |         NaN |             |
[mXparser-v.4.0.0] |           5 |           ) |           ) |           2 |          20 |           2 |         NaN |             |
[mXparser-v.4.0.0] |           6 |           + |           + |           1 |           1 |           0 |         NaN |             |
[mXparser-v.4.0.0] |           7 |           ( |           ( |           1 |          20 |           1 |         NaN |             |
[mXparser-v.4.0.0] |           8 |           3 |       _num_ |           1 |           0 |           1 |         3.0 |             |
[mXparser-v.4.0.0] |           9 |           / |           / |           4 |           1 |           1 |         NaN |             |
[mXparser-v.4.0.0] |          10 |         cos |         cos |           2 |           4 |           2 |         NaN |             |
[mXparser-v.4.0.0] |          11 |           ( |           ( |           1 |          20 |           3 |         NaN |             |
[mXparser-v.4.0.0] |          12 |           y |           y |           1 |         101 |           3 |         NaN |             |
[mXparser-v.4.0.0] |          13 |           ) |           ) |           2 |          20 |           3 |         NaN |             |
[mXparser-v.4.0.0] |          14 |           - |           - |           2 |           1 |           1 |         NaN |             |
[mXparser-v.4.0.0] |          15 |           e |           e |           2 |           9 |           1 |         NaN |             |
[mXparser-v.4.0.0] |          16 |           ^ |           ^ |           5 |           1 |           1 |         NaN |             |
[mXparser-v.4.0.0] |          17 |           ( |           ( |           1 |          20 |           2 |         NaN |             |
[mXparser-v.4.0.0] |          18 |         sin |         sin |           1 |           4 |           3 |         NaN |             |
[mXparser-v.4.0.0] |          19 |           ( |           ( |           1 |          20 |           4 |         NaN |             |
[mXparser-v.4.0.0] |          20 |           x |           x |           0 |         101 |           4 |         NaN |             |
[mXparser-v.4.0.0] |          21 |           ) |           ) |           2 |          20 |           4 |         NaN |             |
[mXparser-v.4.0.0] |          22 |           + |           + |           1 |           1 |           2 |         NaN |             |
[mXparser-v.4.0.0] |          23 |           y |           y |           1 |         101 |           2 |         NaN |             |
[mXparser-v.4.0.0] |          24 |           ) |           ) |           2 |          20 |           2 |         NaN |             |
[mXparser-v.4.0.0] |          25 |           ) |           ) |           2 |          20 |           1 |         NaN |             |
[mXparser-v.4.0.0] |          26 |           + |           + |           1 |           1 |           0 |         NaN |             |
[mXparser-v.4.0.0] |          27 |          10 |       _num_ |           1 |           0 |           0 |        10.0 |             |
[mXparser-v.4.0.0]  ---------------------------------------------------------------------------------------------------------------

要了解 Token.tokenId 和 Token.tokenTypeId 的含义，您需要参考 API documentation 和 parsertokens 部分。例如在 Operator 类中你有

Operator.TYPE_ID - 如果 Token 被识别为 Operator，则这对应于 Token.tokenTypeId
Operator.OPERATOR_NAME_ID - 如果 Token 被识别为特定的 OPERATOR_NAME，则这对应于 Token.tokenId。

请关注mXparser tutorial以便更好地理解。

最好的问候

【讨论】：

【解决方案6】：

由于 +,-,* 基本上所有数学符号都是特殊字符，因此您可以像这样在拆分函数中在它们之前放置一个“\\”

String number = "100+500";
String[] numbers = number.split("\\+");
for (String n:numbers) {
  System.out.println(n);
}

【讨论】：